CN117292892B - 绞线不停车张力自调控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供绞线不停车张力自调控制系统，涉及绞线生产领域，包括中心线放线装置、绞笼组件、计米器组件、牵引装置和收线装置，所述中心线放线装置为放线架和中心线盘。本发明在进行不同规格的绞线制作时，能够通过直接导入不同绞线的制作工艺数据模型，通过信号传输，根据线盘满浅程度、单线计米剩余量、某绞笼内单线盘数量和重量引起的绞笼旋转力矩(读取电机转动信号)、单线盘张力传感实测值等多处组合信号对该绞笼内单线盘设置实时气动张力，并且工人不用中途停车，再依据经验多次调整线盘张力，因此可不间断绞线生产，减少工人的手工控制时间，提高绞线的生产效率，也减少了人工经验干预生产造成的产品质量不稳定。
Description
技术领域
本发明涉及绞线生产技术领域，具体为绞线不停车张力自调控制系统。
背景技术
输电线路用线缆导体(以下称导线)是通过一层的单线或多层单线(层间异向)同心绞合而成。
需要利用到绞线机(如框式绞线机，以下称框绞机)，框绞机每一节绞笼依次代表导线的绞层，导线由内至外各层单线逐渐增加，各绞笼内单线盘也依次增加，绞笼长度依次增加，在生产时内层线绞笼的转速比外层线绞笼转速快。
工作时，绞笼、牵引轮、单线盘三者联动，即能生产。即相邻绞笼转动方向相反，这样能使各层单线同心绞合在一起；随着牵引齿轮转动，绞笼上的单线从单线盘上被拉扯出来，一起绕中心绞合，导线被牵引轮驱使向前进,缠绕至收线盘。
为避免惯性转动，造成导线绞制无序或断股，单线盘被一定张力卡紧，卡紧方式一般有手动调节和气动调节，手动调节费时费力，而气动张力调节一般是通过控制台人为经验进行设定，系统即可自动统一收紧，各绞笼设定的张力大小有所不同，出线速度越快，单线盘张力越大；绞笼单线盘越多，张力越大。
因此，不论是手动调节还是气动调节，对出线后的单线的张力，都没有准确的实时在线监测反馈，因此想要实时调整线盘张力的效果不理想。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了绞线不停车张力自调控制系统，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：绞线不停车张力自调控制系统，包括中心线放线装置、绞笼组件、计米器组件、牵引装置和收线装置，所述中心线放线装置为放线架和中心线盘，所述中心线放线装置用于中心线或加强芯的固定展放，若干个所述绞笼组件按照工艺要求设置于中心线放线装置一侧，所述绞笼组件矩阵排列，所述绞笼组件规格长度逐渐增加且能够装载的材料钢丝逐步增多，所述计米器组件固定设于所述绞笼组件一侧，缠绕完成后的绞线通过所述计米器组件，所述牵引装置设于所述计米器组件另一侧，并通过所述计米器组件起到牵引效果，所述收线装置设于所述牵引装置一侧，所述收线装置将所述牵引装置牵引后的绞线进行装载。
优选的，所述绞笼组件还包括支撑底座，所述支撑底座与地面固定，所述支撑底座上方转动设有转动绞笼，所述转动绞笼内设有若干个开口向外的线盘腔，所述线盘腔内一侧壁安装设有线盘底座，所述线盘底座顶部转动设有线盘。
优选的，所述线盘腔内壁一侧固定设有线轮检测器，所述线盘腔内壁固定设有若干个理线器支板，所述理线器支板分布于各侧的所述线盘之间。
优选的，所述线盘腔一侧连通设有进线口，所述线盘腔另一侧连通设有出线口。
优选的，所述理线器支板一侧端面固定设有理线盘，所述理线盘一侧端面从上至下转动设有若干个张力理线轮，所述张力理线轮位置矩阵排列，所述张力理线轮三个为一组且中间的张力理线轮与两侧的张力理线轮错位分布，所述理线器支板两侧设有错位分布的穿线辊，两个所述穿线辊分别位于所述理线盘两侧。
优选的，所述计米器组件还包括固定于地面的计米器支架，所述计米器支架一侧端面转动设有两个记米转轮，上方的所述记米转轮后侧竖直转动设有螺纹轴，所述螺纹轴与上方的所述记米转轮后侧螺纹连接。
优选的，所述螺纹轴上端面向上延伸并固定连接有转盘，所述转盘上端面固定设有手柄。
优选的，所述牵引装置包括在地面设置的空腔，所述空腔内固定设有支撑外壳，所述支撑外壳内设有两个引导腔，两侧的所述引导腔内转动设有牵引轮，所述牵引装置外端一侧固定设有牵引轮刹车组件，并通过牵引轮刹车组件将为牵引轮提供紧急制动刹车功能。
优选的，本发明的控制系统流程图步骤如下：
步骤一，通过所述线轮检测器对所述线盘表面进行满浅程度监测并通过编码器反馈至总控制器。
步骤二，通过所述计米器组件对绞线进行实时使用量的获取，得到线盘剩余单丝量，并通过编码器反馈至总控制器。
步骤三，将所述绞笼组件内的单线盘数量和重量引起的绞笼旋转力矩(读取电机转动信号)等参数进行编码和发送，并反馈至总控制器。
步骤四，通过所述理线器支板一侧的所述进线口对所述线盘上输出的单线进行张力检测，并将张力数值进行编码器反馈，并反馈至总控制器。
步骤五，总控制将编码器数据拟合，并在第一次运行时形成数据模型，当再次进行此类绞线的工艺制造时，通过数据模型与实时信号拟合，可以直接将指令分发到各个元件的控制器内进行调节，进而实现不停车完成实时的线盘张力调节。
(三)有益效果
本发明提供了绞线不停车张力自调控制系统。具备以下有益效果：
1、本发明通过数据模型与实时信号拟合，可以直接将指令分发到各个元件的控制器内进行调节，进而实现不停车完成实时的线盘张力调节。
2、本发明通过自动调节线盘的张力大小，可以使线盘上的单线在满盘和浅盘都有不同的拉伸张力适应转动惯性和拉伸牵引，进而减少导体绞制过程中发生绞合起灯笼或单线断股几率，能够减少导线施工蛇形、松股甚至跳股和断股现象。
3、本发明在进行不同规格的绞线制作时，能够通过直接导入不同绞线的制作工艺数据模型，通过信号传输，并根据线盘满浅程度、单线计米剩余量、某绞笼内单线盘数量和重量引起的绞笼旋转力矩(读取电机转动信号)、单线盘张力传感实测值等多处组合信号对该绞笼内单线盘设置实时气动张力，并且工人不用中途停车，再依据经验多次调整线盘张力，因此可不间断绞线生产，减少工人的手工控制时间，提高绞线的生产效率，也减少了人工经验干预生产造成的产品质量不稳定。
附图说明
图1为本发明系统的工艺线路图；
图2为本发明系统的工艺设备俯视图；
图3为本发明图1中绞笼组件组件的结构示意图；
图4为本发明图3中理线器支板部件的放大结构示意图；
图5位本发明图3中理线器支板部件的放大结构正视图；
图6为本发明图1中计米器组件组件的结构示意图；
图7为本发明图1中牵引装置组件的结构示意图；
图8为本发明的系统流程图。
图中：101、计米器支架；102、记米转轮；103、螺纹轴；105、转盘；106、手柄；111、空腔；112、牵引轮；113、引导腔；114、支撑外壳；115、牵引轮刹车组件；121、转动绞笼；122、线轮检测器；123、线盘；124、线盘底座；125、线盘腔；126、理线器支板；127、支撑底座；128、进线口；129、出线口；130、理线盘；131、张力理线轮；132、穿线辊；1001、中心线放线装置；1002、绞笼组件；1003、计米器组件；1004、牵引装置；1005、收线装置。
具体实施方式
本发明实施例提供绞线不停车张力自调控制系统，如图1-8所示，包括中心线放线装置1001、绞笼组件1002、计米器组件1003、牵引装置1004和收线装置1005，中心线放线装置1001为放线架和中心线盘，中心线放线装置1001用于中心线或加强芯的固定展放，若干个绞笼组件1002按照工艺要求设置于中心线放线装置1001一侧，绞笼组件1002矩阵排列，绞笼组件1002规格长度逐渐增加且能够装载的材料钢丝逐步增多，计米器组件1003固定设于绞笼组件1002一侧，缠绕完成后的绞线通过计米器组件1003，牵引装置1004设于计米器组件1003另一侧，并通过计米器组件1003起到牵引效果，收线装置1005设于牵引装置1004一侧，收线装置1005将牵引装置1004牵引后的绞线进行装载。
需要进一步说明的是，绞线分层由内而外分别为中心层，内层、邻内层、邻外层和外层等，绞笼组件1002的每一节设置一次代表导线的绞层。
如图3所示，绞笼组件1002还包括支撑底座127，支撑底座127与地面固定，支撑底座127上方转动设有转动绞笼121，转动绞笼121内设有若干个开口向外的线盘腔125，线盘腔125内一侧壁安装设有线盘底座124，线盘底座124顶部转动设有线盘123。
进一步的，线盘腔125内壁一侧固定设有线轮检测器122，线盘腔125内壁固定设有若干个理线器支板126，理线器支板126分布于各侧的线盘123之间。
需要进一步说明的是，线轮检测器122用于检测线盘123上的满浅程度，并将信号反馈到控制器。
进一步的，线盘腔125一侧连通设有进线口128，线盘腔125另一侧连通设有出线口129。
值得进一步说明的是，绞笼组件1002一侧固定设有电机起到带动转动绞笼121转动的效果，同时电机一侧配有信号输出器，对整个绞笼组件1002运行时电机的力矩以及功率等电气参数进行实时记录。
值得进一步说明的是，两个相邻的绞笼组件1002转动方向相反。
如图4所示，理线器支板126一侧端面固定设有理线盘130，理线盘130一侧端面从上至下转动设有若干个张力理线轮131，张力理线轮131位置矩阵排列，张力理线轮131三个为一组且中间的张力理线轮131与两侧的张力理线轮131错位分布，理线器支板126两侧设有错位分布的132，两个132分别位于130两侧。
值得进一步说明的是，张力理线轮131内设有凹槽方便引导导线的输出，当进行导线输出时，导线绕过张力理线轮131内的凹槽，并进行输出，中间的张力理线轮131转动轴一侧连接有张力检测器，并通过张力检测器将张力信号输出，同时当张力数值消失时，能够同时充当断线检测，并方便工作人员进行后续的检查与修复工作。
需要进一步说明的是，张力理线轮131的轮子大小可以根据尺寸规格进行调节变更，且越靠近进线口128一侧的理线盘130数量越多，且越靠近出线口129一侧的支理线盘130数量越少，且呈阶梯状数量分布。
如图6所示，计米器组件1003还包括固定于地面的计米器支架101，计米器支架101一侧端面转动设有两个记米转轮102，上方的记米转轮102后侧竖直转动设有螺纹轴103，螺纹轴103与上方的记米转轮102后侧螺纹连接。
进一步的，螺纹轴103上端面向上延伸并固定连接有转盘105，转盘105上端面固定设有手柄106。
当工作人员使用时，手持手柄106并带动转盘105转动，进而通过带动螺纹轴103转动，并通过螺纹轴103与记米转轮102后侧螺纹连接，并带动上方的记米转轮102下压至下方的记米转轮102上方，并将输出的绞线上下两端夹持。
需要进一步说明的是，计米器组件1003内设有记米器以及编码器，能够通过记米转轮102的转动记录输出的绞线米数，并通过编码将信号输出至总控制器。
如图7所示，牵引装置1004包括在地面设置的空腔111，空腔111内固定设有支撑外壳114，支撑外壳114内设有两个引导腔113，两侧的引导腔113内转动设有牵引轮112，牵引装置1004外端一侧固定设有牵引轮刹车组件115，并通过牵引轮刹车组件115将为牵引轮112提供紧急制动刹车功能。
如图8所示为本发明的控制系统流程图，其中：
步骤一，通过线轮检测器122对线盘123表面进行满浅程度监测并通过编码器反馈至总控制器。
步骤二，通过计米器组件1003对绞线进行实时使用量的获取，得到线盘剩余单丝量，并通过编码器反馈至总控制器。
步骤三，将绞笼组件1002内的单线盘数量和重量引起的绞笼旋转力矩(读取电机转动信号)等参数进行编码和发送，并反馈至总控制器。
步骤四，通过理线器支板126一侧的进线口128对线盘123上输出的单线进行张力检测，并将张力数值进行编码器反馈，并反馈至总控制器。
步骤五，总控制将编码器数据拟合，并在第一次运行时形成数据模型，当再次进行此类绞线的工艺制造时，通过数据模型与实时信号拟合，可以直接将指令分发到各个元件的控制器内进行调节，进而实现不停车完成实时的线盘张力调节。
当进行工作时，首先将中心层通过中心线放线装置1001拉动并贯穿整个绞笼组件1002内部，随后通过牵引装置1004缠绕，并将一端移动至收线装置1005内。
此时各侧的绞笼组件1002从左至右依次启动，当第一个绞笼组件1002启动时，随着牵引装置1004启动引导，拉动中心层输出移动至第随后的几个绞笼组件1002内，并通过随后的几个绞笼组件1002将外部的单线缠绕至中心层表面，完成绞线的生产制作，并随着后续的牵引装置1004引导，以及收线装置1005的转动，将制作完成后的绞线缠绕至收线装置1005内并完成收卷工作，方便后续的输出工作。
在此过程中，两侧相邻的绞笼组件1002转动方向相反，并使各层单线同心绞合在一起。
在进行引导输出的过程中，绞笼组件1002内的导线先穿过穿线辊132，并绕卷至张力理线轮131外端面，张力理线轮131能够防止穿过穿线辊132的单线之间相互碰到，随后导线通过另一侧的穿线辊132，两侧的穿线辊132能够起到防止导线与绞笼其他部位、单线盘等其他地方碰到，随后在输出过程中，通过两侧的张力理线轮131对穿过的导向张力进行实时检测，并方便后续的信号编译输出。
在绞线输出过程中，工作人员可手动转动手柄106，并带动转盘105转动，进而带动上方的记米转轮102下压，并通过两侧的记米转轮102配合将绞线外端面两侧夹持，并起到后续的记米测量效果。
当进行新的绞线制造时，可直接将上一次的数据模型倒入，直接通过信号传输，将各绞笼单线盘气动张力比例调整至工艺要求，直接开始绞线生产工艺，进一步的减少工人的手工控制时间，并提高绞线的生产效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.绞线不停车张力自调控制系统，包括中心线放线装置(1001)、绞笼组件(1002)、计米器组件(1003)、牵引装置(1004)和收线装置(1005)，其特征在于：所述中心线放线装置(1001)为放线架和中心线盘，所述中心线放线装置(1001)用于中心线或加强芯的固定展放，若干个所述绞笼组件(1002)按照工艺要求设置于中心线放线装置(1001)一侧，所述绞笼组件(1002)矩阵排列，所述计米器组件(1003)固定设于所述绞笼组件(1002)一侧，缠绕完成后的绞线通过所述计米器组件(1003)，所述牵引装置(1004)设于所述计米器组件(1003)另一侧，并通过所述计米器组件(1003)起到牵引效果，所述收线装置(1005)设于所述牵引装置(1004)一侧，所述收线装置(1005)将所述牵引装置(1004)牵引后的绞线进行装载；
所述绞笼组件(1002)还包括支撑底座(127)，所述支撑底座(127)与地面固定，所述支撑底座(127)上方转动设有转动绞笼(121)，所述转动绞笼(121)内设有若干个开口向外的线盘腔(125)，所述线盘腔(125)内一侧壁安装设有线盘底座(124)，所述线盘底座(124)顶部转动设有线盘(123)；
所述线盘腔(125)内壁一侧固定设有线轮检测器(122)，所述线盘腔(125)内壁固定设有若干个理线器支板(126)，所述理线器支板(126)分布于各侧的所述线盘(123)之间；
所述线盘腔(125)一侧连通设有进线口(128)，所述线盘腔(125)另一侧连通设有出线口(129)；
所述理线器支板(126)一侧端面固定设有理线盘(130)，所述理线盘(130)一侧端面从上至下转动设有若干个张力理线轮(131)，所述张力理线轮(131)位置矩阵排列，所述张力理线轮(131)三个为一组且中间的张力理线轮(131)与两侧的张力理线轮(131)错位分布，所述理线器支板(126)两侧设有错位分布的穿线辊(132)，两个所述穿线辊(132)分别位于所述理线盘(130)两侧。
2.根据权利要求1所述的绞线不停车张力自调控制系统，其特征在于：所述计米器组件(1003)还包括固定于地面的计米器支架(101)，所述计米器支架(101)一侧端面转动设有两个记米转轮(102)，上方的所述记米转轮(102)后侧竖直转动设有螺纹轴(103)，所述螺纹轴(103)与上方的所述记米转轮(102)后侧螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的绞线不停车张力自调控制系统，其特征在于：所述螺纹轴(103)上端面向上延伸并固定连接有转盘(105)，所述转盘(105)上端面固定设有手柄(106)。
4.根据权利要求3所述的绞线不停车张力自调控制系统，其特征在于：所述牵引装置(1004)包括在地面设置的空腔(111)，所述空腔(111)内固定设有支撑外壳(114)，所述支撑外壳(114)内设有两个引导腔(113)，两侧的所述引导腔(113)内转动设有牵引轮(112)，所述牵引装置(1004)外端一侧固定设有牵引轮刹车组件(115)。
5.根据权利要求4所述的绞线不停车张力自调控制系统，其控制系统流程图步骤如下，其特征在于：
步骤一，通过所述线轮检测器(122)对所述线盘(123)表面进行满浅程度监测并通过编码器反馈至总控制器；
步骤二，通过所述计米器组件(1003)对绞线进行实时使用量的获取，得到线盘剩余单丝量，并通过编码器反馈至总控制器；
步骤三，将所述绞笼组件(1002)内的单线盘数量和重量引起的绞笼旋转力矩(读取电机转动信号)等参数进行编码和发送，并反馈至总控制器；
步骤四，通过所述理线器支板(126)一侧的所述进线口(128)对所述线盘(123)上输出的单线进行张力检测，并将张力数值进行编码器反馈，并反馈至总控制器；
步骤五，总控制将编码器数据拟合，并在第一次运行时形成数据模型，当再次进行此类绞线的工艺制造时，通过数据模型与实时信号拟合，可以直接将指令分发到各个元件的控制器内进行调节，进而实现不停车完成实时的线盘张力调节。
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2023
- 2023-10-26 CN CN202311403759.XA patent/CN117292892B/zh active Active
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